Iniciaremos recordando ¿Qué es una molécula? - es la partícula más pequeña que presenta todas las propiedades físicas y químicas de una sustancia, y se encuentra formada por dos o más átomos.
Algunos ejemplos de moléculas son:
La molécula de oxígeno (O2) o la del nitrógeno (N2), dos de los principales gases que componen la atmósfera, o bien estas pueden estar constituidas por átomos diferentes, tal como ocurre en sustancias tan comunes en nuestra vida cotidiana como el agua (H2O) o el dióxido de carbono (CO2). En los citados casos se combinan dos elementos, pero podrían combinarse tres, cuatro, cinco o incluso muchos más elementos, dando lugar a moléculas bastante complejas.
LABERINTOS DE DISCIPLINAS DEL PENTATLÓN OLÍMPICO MODERNO. Por JAVIER SOLIS NO...
FUNDAMENTOS DE LA TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR
1. Facultad Regional Multidisciplinaria de Estelí
FAREM ESTELÍ
Recinto Universitario “Leonel Rugama Rugama”
Departamento de Ciencias de la Educación y Humanidades
2019: Año de la Reconciliación
Estructura de la Materia
Física Matemática III Año
Elaborado: MSc. Cliffor Jerry Herrera Castrillo
07 de enero de 2019
2. INTRODUCCIÓN
“En física las palabras y las
fórmulas están conectadas con el
mundo real”. -Richard Phillips
Feynman
Estimados estudiantes, sean
bienvenidos al curso de Estructura
de la Materia, después de un
merecido descanso, me da gusto
poder compartir con ustedes nuevas
experiencias de aprendizaje, espero sea de provecho y logremos alcanzar los objetivos
propuestos.
Con el estudio de la asignatura Estructura de la Materia, continuamos con el desarrollo
científico, capacidad de análisis, síntesis, aptitudes e interés por el trabajo teórico – práctico
individual y colectivo, al estudiar los avances de la tecnología y la resolución de problemas
de interés para nosotros como docentes.
En este curso se desarrollarán 3 unidades las cuales se mencionan a continuación:
El éxito en el curso estará en dependencia del buen desempeño a nivel individual y grupal,
donde la dedicación y el entusiasmo son elementos fundamentales para lograrlo.
¡¡Así que ánimo y mucho éxito en esta experiencia que está por iniciar!!
Unidad 1: Fundamentos de la Teoría Cinética Molecular
Unidad 2: Fenómenos Térmicos
Unidad 3: Mecánica de Fluidos
3.
4. Estructura de la Materia
1
UNIDAD 1: FUNDAMENTOS DE LA TEORÍA CINÉTICA
MOLECULAR
Aspectos Fundamentales de las moléculas
En el primer encuentro de clase, abordamos de forma general algunos aspectos que serán de
mucha utilidad en el desarrollo de la asignatura, por ello a continuación les recuerdo los
Postulados fundamentales de la teoría cinético molecular, los cuales ayudarán a comprender
muchos fenómenos moleculares.
Según el modelo cinético molecular que se toma como válido hoy en día, todo material que
vemos está formado por partículas muy pequeñas llamadas moléculas. Estas moléculas están
en movimiento continuo y se encuentran unidas por la fuerza de cohesión que existe entre
moléculas de una misma materia. Entre una y otra hay un espacio vacío, ya que están en
continuo movimiento.
Postuladosfundamentalesdelateoríacinéticomolecular
Un gas consiste en un conjunto de pequeñas partículas que se
trasladan con movimiento rectilíneo y obedecen las leyes de
Newton.
1
Las moléculas de un gas no ocupan volumen.
2
Los choques entre las moléculas son perfectamente elásticos
(esto quiere decir que no se gana ni se pierda energía durante el
choque).
3
No existen fuerzas de atracción ni de repulsión entre las
moléculas.
El promedio de energía cinética de una molécula es de 3kT/2
(siendo T la temperatura absoluta y k la constante de Boltzmann).
4
5
5. Estructura de la Materia
2
Dimensiones de las moléculas
Iniciaremos recordando ¿Qué es una molécula? - es la partícula más pequeña que presenta
todas las propiedades físicas y químicas de una sustancia, y se encuentra formada por dos o
más átomos.
Algunos ejemplos de moléculas son:
La molécula de oxígeno (O2) o la del nitrógeno (N2), dos de los principales gases que
componen la atmósfera, o bien estas pueden estar constituidas por átomos diferentes, tal
como ocurre en sustancias tan comunes en nuestra vida cotidiana como el agua (H2O) o el
dióxido de carbono (CO2). En los citados casos se combinan dos elementos, pero podrían
combinarse tres, cuatro, cinco o incluso muchos más elementos, dando lugar a moléculas
bastante complejas.
Las moléculas pueden clasificarse de acuerdo a su composición atómica en:
.
.
Clasificación
Discretas
Constituidas por un número
definido y puntual de átomos, ya
sean de distintos elementos o de la
misma naturaleza.
Monoatómicas (1
mismo tipo de
átomo)
Diatómicas (dos
tipos)
Tricotómicas (tres
tipos)
Tetralógicas (cuatro
tipos) y así
sucesivamente
Macromoléculas o
polímeros
son cadenas moleculares de gran
tamaño constituidas por piezas más
simples unidas entre sí, para formar
construcciones de mayor complejidad
6. Estructura de la Materia
3
Masa de las moléculas.
La masa de las moléculas es extremadamente pequeña, ya que guarda relación con sus
dimensiones, lo que hace evidente la necesidad de recurrir a unidades de masa especiales,
tales como la molécula gramo o mol, que equivale a la masa de un cuerpo que en estado
gaseoso ocupa el mismo volumen que 32 g de oxígeno (dado que la molécula de este
elemento consta de dos átomos).
Antes de continuar, estableceremos la diferencia entre masa atómica, masa molecular y masa
molar.
La masa atómica es la masa promedio de los isotopos1
de un elemento en particular el cual
es reportado en unidades de masa atómica (uma) o en Dalton2
.
Actualmente el sistema Internacional de unidades (SI) pide que se maneje en Dalton.
La masa atómica aparece abajo del símbolo del elemento, si lo buscamos en cualquier tabla
periódica
1
Variedades de átomos que tienen el mismo número atómico y que, por lo tanto, constituyen el mismo elemento,
aunque tengan un diferente número de masa
2
Es una unidad de masa empleada en física de partículas y bioquímica. Equivale a la doceava parte (1/12) de
la masa de un átomo de carbono-12
Dimensiones de las Moléculas
Dependen de:
Características Número de los átomos que la
forman
Pueden ir desde 2,4
ångström (molécula de
hidrógeno) hasta
longitudes perceptibles a
simple vista (moléculas
orgánicas o
macromoléculas).
Masa atómica en Dalton
7. Estructura de la Materia
4
La masa molecular, por otro lado, es la masa de una molécula de una substancia unida ya
sea por enlaces covalentes3
o iónicos4
.
La masa molecular es el resultado de la suma de las masas atómicas de todos los átomos que
componen a dicha molécula.
Por ejemplo, el cloruro de sodio NaCl, esta conformado por un átomo de sodio y un átomo
de cloro, para esto vamos a necesitar la masa atómica de cada elemento.
𝑁𝑎 22,99 𝑑𝑎𝑙𝑡𝑜𝑛𝑠
𝐶𝑙 35,45 𝑑𝑎𝑙𝑡𝑜𝑛𝑠
𝑁𝑎𝐶𝑙 58,44 𝑑𝑎𝑙𝑡𝑜𝑛𝑠
La masa molar, es la masa de un mol de cualquier substancia, reportada por el SI en g/mol,
aunque muchas veces son cantidades muy pequeñas por eso se utiliza kg/mol y tomando en
cuenta el sistema ingles
𝐿𝑏 𝑚
𝐿𝑏 𝑚−𝑚𝑜𝑙
el detalle es que el concepto se basa en
el número de Avogadro, en tener un
número definido de partículas
cuantificables, en este caso átomos o
moléculas de cierta substancia y de ahí
precisamente definir un mol, para esto
recordemos que un mol tiene cierta
cantidad, que es precisamente el número de Avogadro.
Prácticamente la masa molar se definió para facilitar los cálculos químicos, se basa en utilizar
los números de lo que obtendríamos al calcular, la masa molecular o la masa atómica de un
elemento, de una molécula y pasarlo a otras unidades ya no utilizar uma o daltons, sino
utilizar gramos/mol.
Por ejemplo, calcular la masa molar del cloruro de sodio NaCl, ya obtuvimos la masa
molecular:
3
Es el enlace en que uno o más pares de electrones son compartidos por dos atamos
4
Es el enlace en el que uno o más electrones de un átomo es retirado y se une a otro átomo, resultando en
iones positivos y negativos que se atraen entre sí.
8. Estructura de la Materia
5
𝑁𝑎 22,99 𝑑𝑎𝑙𝑡𝑜𝑛𝑠
𝐶𝑙 35,45 𝑑𝑎𝑙𝑡𝑜𝑛𝑠
𝑁𝑎𝐶𝑙 58,44 𝑑𝑎𝑙𝑡𝑜𝑛𝑠
Cambiar las unidades 58,44 𝑔/𝑚𝑜𝑙
Ahora resolvamos algunos ejemplos de Masa Molecular.
1. Calcular la masa molecular del carbonato de Calcio CaC03
Solución
Paso 1: Buscar la masa atómica en la tabla periódica, recordemos que esa masa es un
promedio de isotopos, por lo cual en esta asignatura sólo trabajaremos con dos cifras
decimales, en algunos libros se suele redondear esa acción también es válida.
Paso 2: Sumar las masas atómicas, y tener presente cuando hay mas de una vez un elemento
mediante el subíndice en la composición química
Masa atómica de Ca: 40,07 daltons
Masa atómica de C: 12,01 daltons
Masa atómica de O: 15,99 daltons
Entonces:
CaC3 = 40,07 + 12,01 + 3(15,99) = 52,08 + 47,97 = 100,05 dal = 100,05 g/mol
Algunos redondean este resultado a 100 daltons, lo cual también es tomado como correcto.
Así de sencillo se calcula la masa a toma de una composición química, les recomiendo que
consigan una tabla periódica, ya que esta será de mucha ayuda.
Ahora intenta resolver el siguiente ejercicio:
9. Estructura de la Materia
6
I- Calcular la masa atómica de los siguientes compuestos químicos
a. Metanol (CH3OH)
b. Ácido sulfúrico (H2SO4)
c. Trióxido de azufre (S03)
d. Ácido cítrico (C6H8O7)
Movimiento Browniano.
La hipótesis atómica
La idea de que la materia está formada por átomos se remonta a los griegos en el siglo V A.
C. Los investigadores de la naturaleza de entonces se preguntaban si la materia era continua
o no. Podemos romper una piedra en trozos más pequeños, y éstos a la vez para obtener
gravilla. La gravilla se puede moler para obtener arena fina, la cual se podría convertir en
polvo. Quizá les parecía que hay un fragmento mínimo de roca, un “átomo” que ya no se
puede seguir dividiendo.
Aristóteles, el más famoso de los filósofos griegos de la Antigüedad no creía en la idea de
los átomos. En el siglo IV A. C. enseñaba que toda materia estaba formada por distintas
combinaciones de cuatro elementos: tierra, aire, fuego y agua. Tal idea parecía razonable
porque en el mundo que nos rodea sólo se ve la materia en cuatro formas: sólida (tierra),
gaseosa (aire), líquida (agua) y del estado de las llamas (fuego). Los griegos consideraban al
fuego como el elemento del cambio, ya que se observaba que ocasionaba cambios en las
sustancias que ardían. Las ideas de Aristóteles a cerca de la naturaleza de la materia
prevalecieron por más de 2000 años.
A principios del siglo XIX la idea atómica resurgió con un meteorólogo y profesor, el inglés,
John Dalton, quien explicó exitosamente las reacciones químicas proponiendo que toda la
materia está formada por átomos. Sin embargo, ni él ni sus contemporáneos contaban con
pruebas convincentes de tal existencia
Años más tarde, Robert Brown, botánico escocés, notó algo muy raro bajo su microscopio,
en 1827. Estaba estudiando los granos de polen suspendidos en agua, y vio que estaban en
movimiento continuo y saltando de un lado a otro. Primero creyó que parecían ser alguna
10. Estructura de la Materia
7
clase de formas vivientes en movimiento; pero después encontró que las partículas de polvo
y hollín suspendidas en agua se mueven de la misma forma.
A este brincoteo perpetuo de las partículas se le llamó después movimiento browniano, y se
debe a los choques entre las partículas visibles y los átomos invisibles. Los átomos son
invisibles por ser tan pequeños. Aunque no los pudo ver, podía ver su efecto sobre las
partículas. Es como ver un globo gigante que una multitud de gente mueve en un partido de
fútbol. Desde un avión que vuele alto no verías a las personas, ya que son pequeñas en
comparación con el globo; pero sí verías moverse el globo. Los granos de polen que observó
Brown en movimiento eran impulsados en forma constante por los átomos (en realidad, por
las combinaciones de átomos que llamamos moléculas) que formaban el agua que rodeaba
los granos.
Preguntas de repaso
1. ¿Qué hace que las partículas de polvo y que los diminutos granos de
hollín tengan movimiento browniano?
2. ¿Por qué el movimiento browniano sólo se nota en las partículas
microscópicas?
Movimiento browniano: El movimiento errático de
partículas diminutas suspendidas en un gas o en un líquido,
a causa del bombardeo que sufren por moléculas o átomos
rápidos del gas o líquido
11. Estructura de la Materia
8
Si nos dirigimos al cine y observamos mientras esta oscuro el haz de luz que emite el
proyector, nos damos cuenta de que hay muchas partículas, muy pequeñas, que se están
moviendo incesantemente. Veremos que lo hacen en forma zigzagueante y en todas
direcciones. Observaremos que también se mueven hacia arriba ¿Qué partículas son éstas?
Sencillamente son las partículas de polvo que hay en el aire.
Observemos con cuidado la bocanada de humo que lanza al aire
un fumador. Veremos que está compuesta de pequeñísimas
partículas que se están moviendo continuamente en todas las
direcciones, también en zigzag.
Otro caso es el siguiente: Póngase polvo de color en un vaso y
luego, poco a poco, viértase agua sobre él. Observaremos que
las partículas de polvo, una vez que empiezan a estar en contacto
con el líquido se mueven en forma incesante, accidentada y en
todas las direcciones. En particular veremos que se mueven también hacia arriba. Si
esperamos un intervalo de tiempo lo suficientemente grande nos daremos cuenta de que el
polvo se mezcla con el agua, formando lo que se llama una suspensión. Esta mezcla con el
tiempo se homogeniza sin que ocurra, como uno esperaría intuitivamente, que las partículas
de polvo caigan y se depositen en el fondo del vaso. Veremos que algunas partículas
efectivamente caen, pero hay otras que suben.
El hecho común en estos tres casos es que partículas
muy pequeñas se hallan inmersas en un fluido. En el
caso del haz de luz del cine, el fluido es el aire de la
sala; en el caso del fumador, el fluido es también el
aire de la atmósfera y en el tercer caso, el fluido es
el agua. El movimiento descrito arriba, que lleva
a cabo una partícula muy pequeña que está inmersa en un fluido, se llama movimiento
browniano. Este movimiento se caracteriza por ser continuo y muy irregular. La trayectoria
que sigue la partícula es en zigzag.
1 MOVIMIENTO
BROWNIANO
2 MOVIMIENTO BROWNIANO
12. Estructura de la Materia
9
Una importante pieza de evidencia para la teoría atómica es el movimiento browniano,
llamado así en honor a al biólogo Robert Brown, quien realizo este descubrimiento en 1827.
Mientras observaba bajo el microscopio pequeños granos de polen suspendidos en agua,
Brown noto que se movían en trayectorias tortuosas, aun cuando el agua parecía estar en
perfectamente en calma. La teoría atómica explica fácilmente el movimiento browniano si se
realiza la anterior suposición de que los átomos de cualquier sustancia están en movimiento
continuo. Entonces los pequeños granos de polen, como los que Brown observo, son
empujados de un lado a otro por las vigorosas andanadas de las moléculas de agua que se
mueven rápidamente.
Constante de Avogadro
El número de Avogadro es una constante utilizada en el campo de la química analítica para
cuantificar el número de partículas o entes microscópicos a partir de medidas macroscópicas
como la masa. Es muy importante conocer este número para comprender la composición de
las moléculas, sus interacciones y combinaciones. Por ejemplo, para crear una molécula de
agua es necesario combinar dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno para obtener un mol
de agua. El número de Avogadro es una constante que se debe multiplicar por el número de
átomos de cada elemento para obtener el valor del oxígeno (6,023 x 1023
átomos de O) y del
Hidrógeno (2x 6,022x 1023
) que forman un mol de H2O.
Esta constante de Avogadro representa la cantidad de átomos existentes en doce gramos de
carbono 12-puro, es utilizado para hacer conversiones entre gramos y unidad masa atómica.
La unidad de medida del número de Avogadro es el mol (mol-1
) pero también se puede definir
en libra-mol (lb/mol-1
) y en onza-mol (oz/mol-1
).
Entonces ¿Cuál es el número de Avogadro? - El número de Avogadro es
602.000.000.000.000.000.000.000 que es igual a 602.000 trillones = 6,02 x 1023
. Este valor
se halla a partir del número de átomos de carbono contenidos en 12 gramos de carbono 12
elevado a la potencia 23.
Es importante mencionar que según la unidad de medida que se utilice, el número puede
variar. En este sentido, si se trabaja con mol el número es 6,022140857 (74) x 1023
mol-1
.
Si se trabaja con libras será 2,731 597 34(12) × 1026
(Lb-mol)-1
.
13. Estructura de la Materia
10
Si se trabaja con onzas será 1,707 248434 (77) x 1025
(oz-mol)-1
.
Para calcular el número de Avogadro, se hace midiendo la constante de Faraday (F) que
representa la carga eléctrica transportada por un mol de electrones y dividirla por la carga
elemental (e). Esta fórmula es Na= F/e.
La constante de Avogadro se puede calcular gracias a las técnicas de química analítica
conocidas como culombimetría5
, las cuales determinan la cantidad de materia transformada
durante la reacción de electrólisis al medir la cantidad de consumida o producida en
culombios.
Muy bien, ahora vamos a resolver ejercicios que involucran al número de Avogadro.
1. ¿Cuántas moléculas se encuentran presente en 150 gramos de ácido sulfúrico?
Cunando un ejercicio me pida cuantas moléculas o este involucrado un número de moléculas,
átomos o iones, entonces se va a utilizar el número de Avogadro
Datos Análisis y solución
𝑁° 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠
𝑚 = 150 𝑔
Especie química:
H2SO4
𝑀 = 98 𝑔/𝑚𝑜𝑙
Partimos del dato que se nos da
150 𝑔 𝐻2 𝑆𝑂4
Vamos relacionando hasta obtener moléculas
150 𝑔 𝐻2 𝑆𝑂4 1 mol 6,023 x 1023
moléculas
𝑀 = 98 𝑔/𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑆𝑂4 1 mol
𝑁° 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 =
(150)(6,023 𝑥 1023
𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠)
98
𝑁° 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 = 9,21 𝑥 1023
𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝐻2 𝑆𝑂4
Entonces el número de moléculas puede calcularse con la ecuación
𝑛 =
𝑚 𝑁𝑎
𝑀
Donde:
𝑛: Número de moléculas
𝑁𝑎: La constante de Avogadro
𝑀: Masa molar 𝑚: masa en gramos
5
En la culombimetría el número total de culombios consumidos en una electrólisis se usa para determinar la
cantidad de sustancia electrolizada.
14. Estructura de la Materia
11
M, es la masa molar del compuesto químico, lo trabajamos anteriormente y se calcula
sumando las masas atómicas de cada uno de los elementos que aparece en el compuesto,
recordemos que el valor de masa atómica aparece en la tabla periódica.
2. ¿Cuánto pesaran 38 moléculas de ácido sulfhídrico?
Datos Ecuación Solución
𝑛 = 38
Especie química
H2S
𝑀 = 34,08 𝑔/𝑚𝑜𝑙
𝑚 =?
𝑁𝑎 = 6,023 x 1023
𝑛
1
=
𝑚 𝑁𝑎
𝑀
𝑀𝑛 = 𝑚 𝑁𝑎
𝑚 𝑁𝑎 = 𝑀𝑛
𝑚 =
𝑀𝑛
𝑁𝑎
𝑚 =
(34,08 𝑔/𝑚𝑜𝑙)(38 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠)
6,023 x 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠
𝑚 = 2,15 𝑥 10−21
𝑔
La nomenclatura puede variar de acuerdo a la bibliografía estudiada.
Con respecto a la constante de Avogadro, estaremos profundizando en el Encuentro N° 2 del
12 de enero 2019.
De igual manera estaremos debatiendo sobre los contenidos presentados en este documento.
Diferencia en la estructura molecular de los sólidos, líquidos y gases.
Cuadro comparativo sobre líquidos, sólidos, y gases
BASE PARA LA
COMPARACIÓN
SÓLIDO LÍQUIDO GAS
Sentido
Sólido se refiere a una
forma de materia que
tiene rigidez estructural
y tiene una forma firme
que no se puede cambiar
fácilmente.
El líquido es una
sustancia que
fluye libremente,
tiene un volumen
definido pero no
Gas se refiere a un estado
de la materia, no tiene
ninguna forma, pero se
ajusta a la forma del
contenedor,
15. Estructura de la Materia
12
BASE PARA LA
COMPARACIÓN
SÓLIDO LÍQUIDO GAS
tiene forma
permanente.
completamente, en el
que se coloca.
Forma y volumen
Forma y volúmenes
fijos.
Sin forma fija,
pero tiene
volumen.
Ni forma definida ni
volumen.
Energía Más bajo Medio Más alto
Compresibilidad Difícil Casi difícil Fácil
Arreglo de
moléculas
Regular y
estrechamente
organizado.
Aleatorio y poco
ordenado.
Aleatorio y más
escasamente organizado.
Fluidez No puede fluir
Fluye de mayor a
menor nivel.
Fluye en todas las
direcciones.
Movimiento
molecular
Movimiento molecular
insignificante
Movimiento
molecular
browniano
Movimiento molecular
libre, constante y
aleatorio.
Espacio
intermolecular
Muy menos Más Grande
Atracción
intermolecular
Máximo Medio Mínimo
Velocidad de sonido Lo más rápido
Más rápido que el
gas pero más lento
que el sólido
El más bajo entre todos
Almacenamiento
No necesita contenedor,
para almacenamiento.
No se puede
almacenar sin
contenedor.
Necesita contenedor
cerrado para
almacenamiento.
16. Estructura de la Materia
13
Estado sólido
Se caracteriza por tener forma y volumen constante, esto se debe a que las moléculas que lo
forman están unidas por fuerzas de atracción grandes, de modo que ocupan posiciones casi
fijas.
Con el término “sólido” nos referimos al tipo de materia que es rígida en su estructura y se
opone al cambio en su forma y volumen. Las partículas de un sólido están fuertemente unidas
y bien dispuestas en un patrón regular, lo que no permite que las partículas se muevan
libremente de un lugar a otro. Las partículas vibran y giran continuamente, pero no hay
movimiento, ya que están demasiado cerca el uno del otro.
Como la atracción intermolecular es máxima en sólidos, y debido a que su forma es fija, y
las partículas permanecen, donde se establecen. Además de esto, la compresión del sólido es
muy difícil, ya que los espacios entre las moléculas ya son muy inferiores.
Definición de liquido
En el estado líquido las moléculas se encuentran un poco separadas, tienen fluidez y
viscosidad y toman la forma del recipiente que las contenga
Una sustancia de flujo libre de volumen constante con consistencia se
denomina líquido. Es un tipo de materia que no tiene forma, sino que toma
la forma del vaso en el que se sostiene. Contiene partículas pequeñas, que
se mantienen fuertemente por enlaces intermoleculares. Una de las
propiedades únicas del líquido es la tensión superficial, un fenómeno que
hace que el fluido posea la superficie mínima.
17. Estructura de la Materia
14
La compresión del líquido es casi difícil, debido a la menor separación entre las partículas.
Las partículas están estrechamente unidas, pero no tan fuertemente como en el caso del
sólido. Permitiendo así que las partículas se muevan y se mezclen entre sí.
Definición de gas
Sus partículas están muy separadas y se mueven constantemente no
poseen forma ni volumen definido.
El gas se describe como un estado de la materia que se difunde
libremente en todas las direcciones y llena todo el espacio disponible,
independientemente de la cantidad. Está hecho de partículas que no
tienen una determinada forma y volumen. Las partículas pueden ser
átomos individuales o moléculas elementales o moléculas compuestas.
En los gases, las moléculas se mantienen flojas, por lo que hay mucho espacio entre las
moléculas para moverse libremente y constantemente. Debido a esta característica, el gas
tiene la capacidad de llenar cualquier contenedor, así como también puede comprimirse
fácilmente.
Diferencias clave entre sólido, líquido y gas
La diferencia entre sólido, líquido y gas se puede extraer claramente por los siguientes
motivos:
1. Una sustancia que tiene rigidez estructural y tiene una forma firme que no se puede
cambiar fácilmente se llama sólida. Un fluido similar al agua, que fluye libremente,
teniendo un volumen definido, pero sin forma permanente, se llama líquido. Gas se
refiere a un estado de la materia, no tiene ninguna forma, pero se ajusta a la forma del
contenedor, completamente, en el que se coloca.
2. Mientras que los sólidos tienen cierta forma y volumen, los líquidos solo tienen un
volumen definido, pero no la forma, los gases no tienen forma ni volumen.
3. El nivel de energía es más alto en gases, medio en líquido y más bajo en sólidos.
4. La compresión de sólidos es difícil, los líquidos son casi incompresibles, pero los
gases pueden comprimirse fácilmente.
18. Estructura de la Materia
15
5. La disposición molecular de los sólidos es regular y cercana, pero los líquidos tienen
una disposición y gases moleculares irregulares y dispersos, también tienen una
disposición de moléculas aleatoria y más dispersa.
6. La disposición molecular en sólidos está bien organizada. Sin embargo, las capas de
moléculas se deslizan y se deslizan una sobre la otra, en el caso de los líquidos. Por
el contrario, las partículas en los gases no están organizadas en absoluto, debido a lo
cual las partículas se mueven aleatoriamente.
7. Cuando se trata de fluidez, los sólidos no pueden fluir, sin embargo, los líquidos
pueden fluir y eso también desde el nivel más alto al nivel más bajo. En contra de
esto, los gases fluyen en todas las direcciones.
8. Los espacios entre las moléculas y la energía cinética son mínimos en sólidos, medios
en líquido y máximos en gases. Entonces, el movimiento de las moléculas es
insignificante en los sólidos, mientras que en los líquidos se puede ver el movimiento
errático y aleatorio de las moléculas. A diferencia de los gases, que tienen el
movimiento libre, constante y aleatorio de las moléculas.
9. En los sólidos, las partículas se mantienen fuertemente atraídas por una fuerte
atracción intermolecular, aunque en los líquidos la atracción entre las partículas es
intermedia. En contra de esto, las partículas se mantienen flojas, porque la atracción
intermolecular es débil.
10. La velocidad del sonido es máxima en sólidos, mientras que la velocidad es un poco
más lenta en líquidos y mínima en gases.
11. Como sólidos tienen una forma y tamaño definidos, no requieren un contenedor para
almacenamiento. Los líquidos no pueden almacenarse sin un contenedor. Por el
contrario, para almacenar gases, se requiere un contenedor cerrado.
19. Estructura de la Materia
16
Cambio en el estado de la materia
El asunto cambia su estado de una forma a otra, cuando se calienta o se enfría, que está
cubierto por el cambio físico. Entonces, a continuación, se muestran algunos procesos a
través de los cuales se puede cambiar el estado de la materia:
• Fusión : proceso de cambio de sólido en el líquido.
• Congelación : el proceso que ayuda a transformar el líquido en sólido.
• Vaporización : proceso utilizado para transformar el líquido en gas.
• Condensación : un proceso en el que el gas se transforma en líquido.
• Sublimación : cuando el sólido se transforma en gas, se denomina sublimación.
• Desuso : el proceso a través del cual el gas se convierte en sólido.
Cuadros comparativos entre solido, liquido, y gas
22. Estructura de la Materia
19
Esperamos que este documento les haya sido de gran utilidad e interés. Ante cualquier
consulta no dudes en dejar tu comentario.
23. Estructura de la Materia
20
Bibliografía
Cesareo , M. (2010). Masa Molecular y Mol. Universidad Nacional Autónoma de México ,
México, Df.
Euston. (2010). euston96. Obtenido de https://www.euston96.com/numero-de-avogadro/
Hewitt, P. (2007). Física conceptual (Décima edición ed.). México: PEARSON
EDUCACIÓN.
Munévar, J. C. (2012). Interacciones molecualres y atómicas . México.
Uribe, B. G. (20 de Octubre de 2013). La danza incesante de las moléculas. Obtenido de
https://www.revistaciencia.amc.edu.mx/images/revista/67_1/PDF/DanzaMoleculas.
pdf
Sitos Web
https://www.ecured.cu/Mol%C3%A9cula
http://ejemplosde.org/quimica/ejemplos-de-moleculas/#ixzz5btrzIqEp